DE2160162A1 - Rotationskolbenpumpe - Google Patents

Description

• Rotationskolbenpumpe Die Erfindung betrifft eine Rotationskolbenpumpe mit in einem Saug- und Druckanschluß aufweisenden Kanal umlaufenden, im Pörderkanalteil quer zur Umlaufrichtung stehenden, mit dem Antrieb verbundenen, flachen Flügeln.
• Es sind die verschiedensten Pumpensysteme und -konstruktionen bekannt. Außer den Kolbenpumpen und Kreiselpumpen kennt man auch verschiedene Rotationskolbenpumpen, die sich bemühen, die Vorteile der Kolbenpumpe und die der Kreiselpumpe zu kombinieren. Dabei tauchen in der Praxis jedoch zahlreiche Ausführungsschwierigkeiten auf; auch eignen sich diese Pumpen nicht für alle Einsatzzwecke, insbesondere die Abdichtung bereitet oft Schwierigkeiten.
• Man kennt u.a. die Flügelzellenpumpe, bei welcher in einem exzentrisch gelagerten Innenkörper Schlitze vorgesehen sind, in denen die Flügel als Schieber geführt sind. Sie legen sich an die Außenwand und sind in der Regel rechteckig ausgeführt. Der Arbeitsraum ist sichelförmig, wodurch die Pumpwirkung erzielt wird. Die Flügelzellenpumpe eignet sich nicht für alle Fördermedien, insbesondere nicht für solche Fördermedien, die grobe und zum Hängenbleiben neigende Bestandteile enthalten, wie z.B. Maischen, die in der Lebensmittel- und Getränkeverarbeitung zu fördern sind.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine im Aufbau und in der Arbeitsweise einfache Pumpe mit hoher Förderleistung bei kleiner Bauweise und hoher Ansaugleistung verfügbar zu machen, die laminare Förderströme und dadurch eine lei s e , schonende Pumpweise, nahezu wie bei einer Kreiselpumpe, ermöglicht und vor allem zu keinem Zerschlagen des Fördergutes und keinen Verwirbelungen neigt. Sie soll nahezu unempfindlich gegen Fremdkörper, trockenlaufsicher sowie verschleißarm und möglichst für Rechts- und Linkslauf verwendbar sein.
• Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß bei einer Pumpe der eingangs genannten Art der ringförmige Kanal im Förderkanalteil konstanten Querschnitt mit einer dem Profil der schwenkbar angeordneten Flügel entsprechenden Form und im Abdichtkanalteil zwischen Druckanschlu und Sauganschluß einen der Form der in Umlaufrichtung geschwenkten Flügel entsprechenden Querschnitt aufweist. Der Grundgedanke der Pumpe, die Vorteile einer Kolbenpumpe und die Vorteile einer Kreiselpumpe in einer einzigen Pumpe zu vereinigen, wird dadurch erreicht, daB der Umlauf der Flügel zunächst eine Annäherung an das Grundsystem einer Kolbenpumpe bietet, wobei jedoch anstatt der geradlinigen, hin- und hergehenden Arbeitsweise der Kolben einer Kolbenpumpe die kolbenartig wirkenden Flügel in einer Kreisbahn geführt werden und das zwischen den Flügeln eingeschlossene Fördergut auf die Druckseite befördern. Nach Schwenken oder Abkippen der Flügel werden diese durch eine zwischen Druckraum und Saugraum angeordnete, der Abdichtung dienende Verengung geführt und gelangen wieder auf die Saugseite, wo sie in die Arbeitsstellung geschwenkt werden. Das allmähliche Einschwenken der Flügel in die Arbeitsstellung ist auch bei Vorhandensein von Fremdkörpern und groben Bestandteilen des Förderulediums möglich, ohne daß die Bestandteile des Fördermediums oder auch die Pumpe beschädigt würden, da die Schwenkung in einem Bereich erfolgt, in welchem zwischen Flügel und umgebender Kanalwand noch keine vollkommene Abdichtung erzielt ist. Durch die konstante Ausbildung des Querschnittes im Förderkanalteil wird das Volumen des eingeschlosonen Mediums nicht verringert, so daß Quetschungen, beispielsweise von Früchten oder Beeren, vermieden sind. Die erfindungsgemäBe Pumpe ist besonders für die Getränke und Nahrungsmittelindustrie, vor allem für Wein verarbeitende Betriebe zum Transport von Maische, jedoch auch für andere dünne und auch grobe Bestandteile enthaltende Füssigkeiten in der chemischen Industrie bestimmt und geeignet. Schwenkbare Flügel können wescntlich besser abdichtet werden als Schieber. In der schwenkt baren Lagerung setzen sich keine Kerne, beispielsweise von Beeren, fest, wie das bei einer schiebenden Lagerung von Flügeln an Flügelzellenpumpen der Fall ist. Durch die schwenkbare Anordnung der Flügel ist man in der Wahl der Profilform der Flügel weitgehend frei und kann auch gerundete Formen verwenden, die sich wesentlich besser dichtend an der Förderkanalwand entlangführen lassen als mit geradliniger Kontur ausgeführte schiebende Flügel.
• Abstand, Form und Größe der Flügel und der sich daraus ergebenden übrigen Teile der Pumpe können dem jeweiligen Bedarf sowie dem zu fördernden Medium und der Förderleistung angepasst werden. Dabei ist stets dafür zu sorgen, daß zwischen Druckseite und Saugseite ständig eine einwandfreie Abdichtung erfolgt. Will man hier zusätzliche Abdichtungsmittel vermeiden, so werden zweckmäßig der Abstand zweier benachbarter Flügel und die Länge des gleichen Querschnitt aufweisenden Abdichtkanalteiles derart aufeinander abgestimmt, daß der nachfolgende Flügel gerade völlig abgedichtet ist, wenn der vorauslaufende Flügel aus dem dichtenden Teil des Kanals austritt. So werden zusätzliche bewegliche Dichtleisten oder bewegliche Dichtkörper vermieden, und' an beweglichen Teilen sind nur die schwenkenden Flügel vorhanden. Man nimmt dabei zwar in Kauf, daß der zwischen den in Umlaufrichtung geschwenkten Flügeln liegende Volumenteil vom Druckraum wieder zurück zum Saugraum geführt wird, so daß die Pumpe diesbezaglich einen entsprechenden Verlust hat. Vas kann man jedoch im Hinblick auf die einfache Bauart, die leichte Abdichtung und die günstigen Laufeigenschaften in Kauf nehmen, zumal man bei Medien mit groben Bestandteilen einen geringeren Wirkungs-Grad auch deshalb in Kauf nehmen kann, weil sie in der Regel nur im Saisonbetrieb arbeiten.
• Die Umrißform der Flügel kann beliebig sein, beispielsweise rechteckig, insbesondere quadratisch oder auch abgerundet oder teilweise abgerundet, beispielsweise auch ellipsenförmig. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, für das Flügelprofil die Kreisform zu wählen. Diese ist herstellungs- und abdichtungstechnisch besonders günstig, läßt auch eine gute schwenkbare Lagerung zu und gestattet eine vorteilhafte Gestaltung der Pumpe im Schwenkbereich.
• Bei kreisrunder Form der Flügel lassen sich die Kanalwände gut bearbeiten und schließlich kann man, wenn gewünscht, kreisförmige Flügel mit Kolbenringen gut abdichten, obwohl für die Haupteinsatzzwecke auf eine Abdichtung mit beweglichen Elementen an den Flügelumfangeflächen verzichtet werden wird.
• Wenn man die Verluste verringern und dafür eine kompliziertere Flügelform in Kauf nehmen will, so wählt man Flügelform und Abstand der Flügel derart, daß die Seiten kanten benachbarter Flügel in der in Umfangsrichtung geschwenkten Dichtstellung unmittelbar aneinander anschließen. Dazu wird in der Regel eine größere Anzahl von F1ügeln erforderlich sein. Die erforderliche Steuerung wird man deshalb nur bei größeren Pumpen räumlich unterbringen können. Ein besonders einfacher und sicher funktionierender Aufbau ergibt sich, wenn die Flügel um in einer in Umlaufrichtung liegenden Ebene und radial zur Drehachse liegenden Schwenkachsen schwenkbar sind. Dann kann man eine vorteilhafte Lagerung in einer mittleren Antriebs-und Führungsnabe vorsehen. Diese Art der Schwenkung eignet sich sowohl für kreisrunde Flügel als auch für solche Flügel, deren Seitenkanten in der Abdichtstellung unmittelbar aneinanderliegen. Diese erhalten dann etwa Trapezform, wobei die obere Begrenzungslinie nicht zwingend, jedoch zweckmäßig einen Radius aufweist, der dem größten Umlaufradius der Flügel entspricht.
• Die Druckflächen der Flügel können ebenfalls in vielerlei Weise geformt und gestaltet sein. Zur Erzielung hoher Förderleistungen werden die Flügel möglichst dünn gemacht, Daraus kann sich ergeben, daß die Druckflächen gewölbt auszubilden sind, um an der Einspannung in der Nähe der Lagerung alle Kräfte aufnehmen zu können und/oder die Profilform der Belastung anpassen zu können. Das erfordert-dann allerdings einen entsprechend profilierten Querschnitt des Kanals im Abdichtbereich. Im Hinblick auf günstige Herstellung und Abdichtung wählt man zweckmäßig jedoch ebene Druckflächen für die Flügel, die vorteilhaft auch parallel zueinander verlaufen, obwohl sie auch geringfügig zueinander geneigt sein können. Die Ausbildung der Druckflächen hängt aber auch von der gewählten Umbißform und den erforderlichen Festigkeiten sowie Materialeigenschaften der Flügel und der angrenzenden Teile ab.
• Die Steuerung der Flügel kann ebenfalls auf verschiedene Weise erfolgen, und zwar entweder im Pumpenraum oder am Lagerungselement. Bei einer Steuerung am Lagerungseiement greift ein entsprechendes mit Nocken und Kurven oder Hebeln und Verschiebeelementen arbeitendes oteuersystem an die Lagerung der Flügel an. Diese Art der Steuerung ist zwar aufwendig, gestattet jedoch eine exakte und geräuscharme Bewegung der Flügel. Bei der anderen, konstruktiv einfacheren Ausführungsform werden die Flügel durch Auflaufen auf entsprechen geformte Gleitflächen in dem ringfölmigen Kanal geschwenkt.
• Will man PSrdermenge und Förderdruck bei gleicher Antriebdrehzahl verändern, so kann man die Anstellung der Flügel zur Laufrichtung im Förderkanalteil veränderbar vorsehen.
• Dann wird nur ein Teilstrom zur Druckseite gefördert, während ein anderer Teilstrom zur Saugseite zurückfließt.
• Für eine außerhalb des Pumpenraums liegende Steuerung werden an den Lagerzapfen zweckmäßig exzentrisch Verstellzapfen vorgesehen, die in ortsfeste - ggf. verstellbare - Kurvenbahnen eingreifen.
• Für die Innensteuerung der Schwenkbewegung sieht man zweckmäßig eine gerade Anzahl von Flügeln vor und verbindet jeweils gegenüberliegende Flügel miteinander, wobei die beiden miteinander verbundenen Flügel-um 90 Grad zueinander versetzt sind. Dadurch erreicht man, daß beim Auflaufen des einen Flügels und Verschwenken in die Abdichtstellung gleichzeitig und ohne weitere Hilfsmittel der gegenüberliegende Flügel in seine Arbeitsstellung geschwenkt wird. Er wird in dieser Arbeitsstellung auch festgehalten, weil der andere Flügel gerade durch den Abdichtkanalteil läuft und somit keine Schwenkung zuläßt.
• Da die Flügelschwenkachsen in einer Ebene liegen, sind, je nach Aufbau der Konstruktion, die Verbindungen teilweise abzukröpfenlund zwar ggf. nach verschiedenen Seiten.
• Da die Pumpe. insbesondere für grobe Bestandteile enthaltende Medien geeignet ist, erscheint es zweckmäßig, die Verbindung zwischen zwei Flügeln elastisch zu gestalten, damit die Flügel vor sehr festen, ungünstig liegenden Bestandteilen oder Fremdkörpern zeitweilig geringfügig ausweichen und dann in ihre eigentliche Lage zurückfedern können. Außerdem wird durch diese elastische Ausbildung das Stoßgeräusch beim Auftreffen der Flügel auf die Auflaufkurven gemindert. Die elastische Verbindung kann zweckmäßig aus Federstahldraht gebildet sein.
• Um die Schwenkbewegung herbeizuführen, würde es an sich ausreichen, wenn die Auflaufflächen nur an einzelnen Stellen mit den Flügeln in Berührung kommen. Um jedoch die Verluste gering zu halten und vor allem grobe Bestandteile und Fremdkörper nicht einzuklemmen, sondern aus dem Druckanschluß hinauszufördern, sieht man am Übergang vom Förderkanalteil zum Abdichtkanalteil eine der Schwenkung des Flügels und seiner Profilform genau entsprechende Auflaufprofilfläche vor. I)i e Die Auflaufflächen, ganz gleich, ob sie die Flügel nun nur stellenweise oder auf der ganzen möglichen Kante berühren, sieht man zweckmäßig im Bereich beider Anschlüsse der Pumpe vor, so daß man symmetrische Auflaufprofile hat und die Pumpe in beiden Drehrichtungen benutzen kann. Die Auflaufflächen bildet man zweckmäßig elastisch aus, um Stöße und Geräusche zu vermindern und Beschädigungen durch harte Bestandteile oder Fremdkörper zu vermeiden. Dazu können die eingesetzten Profilteile aus elastischem Kunststoff oder auch ausentsprechend profiliertem Federstahlblech bestehen. Um die Laufeigenschaften nicht nur bezüglich der Geräusche, sondern auch bezüglich der Trockenlaufeigenschaften günstig zu gestalten, bildet man die Flügel zweckmäßig aus elastischem Material oder versieht sie mit einem Überzug aus elastischem Material. Durch die Weichheit des Materials werden Stöße weiterhin gedämpftvund vor allem verursachen Fremdkörper keine Zerstörungen. Zweckmäßig bildet man die Flügel aus Gummi. Die Mantelflächen der Flügel werden zweckmäßig entsprechend dem Schwenkradius abgerundet, so daß trotz günstiger Schwenkmöglichkeit auch eine gute Abdichtung ohne Kolbenringe möglich ist.
• Einekonstruktiv günstige Gestaltung ergibt sich, wenn die Flügel mit nach innen ragenden Lagerzapfen ausgestattet sind, die in einer im Gehäuse abgedichtet drehbar geführten Nabe schwenkbar gelagert sind. Das Gehäuse wird zweckmäßig in der Mittelebene des Kanals geteilt und abgedichtet zusammengefügt, So kann die Pumpe sowohl leicht hergestellt als vor allem auch leicht montiert und demontiert werden, da man den gesamten Nabenteil samt Flügeln aus dem geteilten Pumpengehäuse herausnehmen kann.
• Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung sind in der nachfolgenden, anhand der Zeichnungen gegebenen Beschreibung einiger vorteilhafter Ausführungsbeispiele der Erfindung behandelt.
• Es zeigen: Pig. 1 den Mittelschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel einer Pumpe längs der Linie 1-1 in den Fig. 2 und 4; Fig. 2 eine Draufsicht auf die Pumpe nach Fig. 1; Fig. 3 einen Teilschnitt längs der Linie 3-3 in Fig. 1 durch den einen Anschluß; Fig. 4 einen vergrößerten Querschnitt längs der Linie 4-4 in Fig. 1 durch die Pumpe; Fig. 5 eine schematische Darstellung der Flügel in ihren einzelnen Phasen in der Seitenansicht; Fig. 6a und 6b die Abwicklung der Plügelbahn und ihrer Steuerkurven; Fig. 7 den Vertikalschnitt längs der Linie 7-7 in Fig. 9 durch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Pumpe; Fig. 8 einen Horizontalschnitt längs der Linie 8-8 durch die Pumpe nach Fig. 7; Fig. 9 einen vergrößerten Querschnitt längs der Linie 9-9 in Fig. 7 durch die Pumpe und Fig. 10 eine schematische Teilseitenansicht von Flügeln mit anderer Querschnittsform in der Abdichtstellung.
• Das Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 6 zeigt eine Pumpe 20 mit einem Pumpengehäuse 21, welches aus den beiden Gehäuseteilen 22 und 23 gebildet ist. Diese sind in der Mitteltrennebene E geteilt und unter Beilage einer Dichtung 24 abgedichtet zusammengefügt, wozu di Spannschrauben 25 dienen, die sich durch die Bohrungen 26 der Augen 27 erstrecken. In dem Pumpengehäuse 21 ist ein ringförmiger Kanal 30 gebildet, der, wie insbesondere Pig. 4 veranschaulicht, Kreisquerschnitt mit dem Radius r aufweist. In den Kanal 30 münden tangential die beiden Anschlüsse 31 und 32, die mit Anschlußflanschen 33 für die Leitungen versehen sind. Obwohl die Pumpe für Rechts- und Linkslauf eingerichtet ist, soll zur Verzinfachung der Anschluß 31 als Einlaß- oder Sauganschluß und der Anschluß 32 als Auslaß oder Druckanschluß bezeichnet werden. Sie arbeiten in dieser Weise, wenn die Pumpe gemäß dem Pfeil 34 in Fig. 1 rechts herum läuft.
• In dem ringförmigen Kanal 30 laufen kreisscheibenförmige Flügel 35 um: Es sind sechs Flügel 35 vorgesehen, die im gleichmäßigen Abstand von 60 Grad zueinander angeordnet sind. Die Flügel 35 sitzen auf Haltezapfen 36, die sich von den Lagerzapfen 37 in die eigentlichen Flügel 35 hinein erstrecken und auf denen die Flügel 35 mit Hilfe der Stifte 38 befestigt sind. Die Lagerzapfen 37 sind in Büchsen 39 drehbar geführt. Sie haben die Schwenkachsen SA, die in der Teilebene und Hauptumlaufebene E liegen und radial zur Drehachse DA der Pumpe verlaufen.
• Die Lagerbüchsen 39 sitzen in einem Nabenkörper 40, der flanschartig an einer Antriebsmuffe 41 angeformt ist und einen Steuerungshohlraum 42 frei läßt. Der Nabenkörper 40 ist mit Hilfe von Dichtringen 43 abgedichtet, jedoch gleitend auf der zylindrischen Dicht- und Lagerfläche 44 des Pumpengehäuses 21 geführt. Für die weitere Abdichtung der Antriebsmuffe 41 sind Wellendichtungen 45 vorgesehen. Die nicht dargestellte Antriebswelle wird mit Hilfe einer Passfeder, die in die Nut 46 eingreift, drehfest mit der Muffe 41 und der Nabe 40 in nicht näher dargestellter Weise verbunden.
• Die nach innen ragenden Lagerzapfen 37 von gegenüberliegenden Flügeln sind, wie aus den Fig. 1 und 4 ersichtlich, mit Hilfe von Verbindungsstäben 47, 48 und 49 drehfest, jedoch ggf. elastisch verbunden. Dabei ist der die beiden Flügel 35 des Schnittes 4 miteinander verbindende Stab 47 nach links abgekröpft, während der Stab 48 geradlinig durchgeführt und der Stab 49 in Fig. 4 nach rechts abgekröpft ist. Dadurch wird ermöglicht, daß sich alle drei Flügelpaare unabhängig voneinelnder verschwenken können. Die flachen Flügel 35 mit der Dicke d sind, wie insbesondere aus Fig. 1 zu entnehmen ist, um 90 Grad zueinander versetzt miteinander verbunden. Anschlagbunde 50 legen die Lagerzapfen 37 und damit die Flügel gegen axiale Verschiebung fest.
• Während der ringförmige Kanal in seinem Förderbereich, also unterhalb der Anschlüsse 31,vollkommen frei ist und damit Kreisquerschnitt bis auf den Teil aufweist, in welchem die Lagerzapfen 37 und die Halte zapfen 36 in ihn eintreten, ist er im oberen Abdichtkanalteil 55 auf die Stärke d der Flügel 35 reduziert. Dazu sind in den über den ganzen Umfang kreisringförmig ausgedrehten Kanal Dichtstücke 56 und 57 eingelegt Das Abdichtstück 56 hat an seinem in Fig. 1 linken Ende eine ansteigende Auflauffläche 58, deren Abwicklungsprofil geradlinig ansteigend ist, jedoch in der Fläche der kreisförmigen Wölbung der Flügel derart angepasst ist, daß sich diese auf der halben Seite darauf abstützen.
• Die Form ist auch aus den Fig. t und 3 in etwa ersichtlich. Das Abdichtstück 56 reicht durch den ganzen Abdichtkanalteil 55 bis zum Einlaß 31 und endet dort in einer leicht abgeschrägten Endfläche 59. Es hat auf der an der Kanalwand anliegenden Seite Teilkreisquerschnitt, wie es aus Fig. 4 hervorgeht und geht von der Auflauffläche 58 in eine ebene Abdichtfläche 60 über, die im Abstand der halben Dicke d/2 von der Ebene E liegt.
• Ein gleichartig, jedoch spiegelbildlich geformtes Abdichtstück 57 ist in den in Fig. 4 rechten Teil des Abdichtkanalteiles 55 eingelegt. Dabei befindet sich die Auflauffläche im Einlaßanschluß 31, während die Endfläche 59 im Auslaß 32 liegt. Diese symmetrische Anordnung ist so getroffen, damit die Pumpe rechts und links herum laufen kann. Zwischen den beiden Abdichtfltichen 60 der beiden Abdichtstücke 56 und 57 ist die Abdichtverengung 61 gebildet, die im Profil den in Umfangsrichtung geschwenkten Flügeln 35 entspricht. Dabei ist auch zu erkennen, daß die Umfangsflächen 62 der Flügel 35 entsprechend dem Radius r gewölbt sind, um so in.allen Stellungen eine einwandfreie Anlage und Abdichtung zu erzielen. Sie'haben also Teilkugelgestalt.
• Da die Pumpe speziell für Getränke, Nahrungsmittel und aggressive Medien in der chemischen Industrie bestimmt ist, werden alle mit dem Medium in Berührung kommenden Teile aus entsprechend widerstandsfähigen Materialien hergestellt. Dabei kommen für das Pumpengehäuse rostfreier Edelstahl, Bronze, Grauguß, ggf. jedoch auch Stahlguß in Betracht. Die Abdichtstücke werden zweckmäßig ebenfalls aus härtbarem Edelstahl oder jedoch aus Kunststoffen mit entsprechenden Eigenschaften hergestellt. Die Flügel werden entweder aus Kunststoff oder vorzugsweise aus einem Gummi entsprechender physiologisch unbedenklicher Qualität hergestellt. Sie können jedoch auch aus einem metallenen Kern bestehen, der mit einem entsprechenden Material überzogen ist. Dadurch wird der zu erwartende Verschleiß nahezu völlig auf die billig herzustellenden und leicht auszutauschenden Flügel konzentriert. FWr ein elastisches Aufschlagen an den Auflaufflächen ist jedoch auch vorgesehen, die Abdichtstücke als profilierte Stahlbleche auszubilden, die entsprechend abgedichtet in das Gehäuse eingesetzt sind.
• Die beschriebene Pumpe arbeitet folgendermaßen: Die einzelnen Phasen der Bewegung sind am besten aus den Fig. 5 und 6 ersichtlich, wobei die Fig. 6a und 6b an der NahtstelleEN aneinandergesetzt zu denken sind. Die Positionen A schließen ebenfalls wieder aneinander an. Die Beschreibung geht von der Position A aus. Wenn der Nabenkörper 40 durch einen Motor über die nicht dargestellte Welle in Richtung des Pfeiles 34 gedreht wird, 50 nimmt er alle Flügel 35 mit. Die Flügel stehen in den Positionen A, B und H senkrecht zur Umlaufrichtung. Der Flügel A drückt das zwischen ihm und dem Flügel B befindliche Fördermedium in Richtung des Pfeiles 34 und gelangt selbst in die Position B. Kurz danach erreicht der Flügel die Auflauffläche 58 des Abdichtstückes 56 und wird, wie die in Fig. 6a strichpunktiert gezeichnete Position veranschaulicht, von der Auflauffläche 58 abgedrängt, so daß er langsam um seine Achse SA schwenkt'bis er kurz vor der Position D die in Umlaufrichtung geschwenkte Stellung einnimmt und damit auf der Dichtfläche 60 aufliegt. Er gleitet dann am Auslaß 32 vorbei.
• Der Auslaß 32 ist in Fig. 6a als Aussparung im Abdichtstück 56 zu erkennen, weil er wegen seiner runden Form und eines glattflächigen Überganges eine seitliche Ausnehmung erforderlich macht, damit ein guter Mediumstrom erzielt wird. Bei der weiteren Drehbewegung tritt der Flügel 55 in den Abdichtkanalteil 55 ein, der zwischen den beiden Abdichtstücken 56 und 57 gebildet ist und vom Auslaß 32 und der Endfläche 59 des Abdichtstückes 57 an nur noch die Dicke d des Flügels aufweist. Wenn der in den Abdichtkanalteil 55 einlaufende Pluge: diesen soweit eingetreten ist, daß er vollkommen abdichtet, legt der vorauseilende Flügel - wie die weiter unten zu beschreibende Fig. 7 auch veranschaulicht - noch ein kleines StückWeges in dem abdichtenden Kanalteil 55 zurück, tritt dann aus diesem aus. Wenn er ganz ausgetreten ist, wird er, wie Fig. 6b unten veranschaulicht, über die Zwischenposition G in die senkrecht zur Umlaufrichtung geschwenkte Position H gebranht und zwar dadurch, daß der mit ihm drehfest verbundene gegenüberliegende Flügel auf die Auflauffläche 58 aufläuft und verschwenkt wird. Während des Laufes'durch den Förderkanalteil 54 wird der Flügel in seiner senkrecht zur Umlaufrichtung stehenden Position dadurch gehalten, daß der gegenüberliegende Flügel auf der Abdichtfläche 60 aufliegt oder in dem Abdichtkanalteil 55 zwischen den beiden Abdichtflächen gegen Verdrehung gehalten ist. So erfolgt eine automatische, im Pumpenraum liegende Steuerung für die Verschwenkung der Flügel 35.
• Bei diesem Umlauf der Flügel 35 wird hinter dem Flügel, der gerade in seine zur Umlaufrichtung senkrechte Stellung geschwenkt istvom Einlaß 31 her das Fördermedium angesaugt und in dem Förderkanalteil 54 zu einem raumkonstanten Volumen eingeschlossen, wenn der nachlaufende Flügel in die zur Umlaufrichtung senkrechte Stellung geschwenkt ist. Dann wird das eingeschlossene Fördermedium durch den Förderkanalteil 54 ohne irgendwelche Kompression geführt und in dem Moment, wo der vorauseilende Flügel auf die Auflauffläche 58 gelangt und in Umlaufrichtung schwenkt, zum allergrößten Teil aus dem Auslaß 32 in die Druckleitung geführt. Ein kleiner Teil des Mediums wird jedoch bei dieser Ausführungsform durch den Abdichtkanalteil 55 zwischen jeweils zwei in Umlaufrichtung geschwenkten Flügeln zum Einlaß mitgenommen.
• Da die Pumpe nach Art einer Kolbenpumpe arbeitet' ist sie seibstansaugend. Weil sie andererseits jedoch als Umlaufpumpe gebaut ist, wird eine sehr gleichmäßige Strömung praktisch ohne Pulsationen in der Druckleitung abgegeben.
• Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 7 bis 9 sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Pumpe ist im Grunde genauso aufgebaut wie beim vorhergehenden Ausführungsbeispiel . Auch arbeitet sie völlig gleichartig.
• Lediglich die Steuerung der einzelnen Flügel erfolgt über Nocken und Kurven und nicht über eine Kupplung gegenüberliegender Flügel und Auflauframpen.
• Für die Steuerung ragen die Lagerzapfen 37 in den Steuerungshohlraum 42 und tragen an ihren inneren Enden exzentrisch angeordnete Verstellzapfen 65. Diese greifen in eine Kurvenbahn 66 ein. Die Kurvenbahn 66 ist in einem zylindrischen Steuerkörper 67 entsprechend der gewünschten Schwenkung der Flügel 35 auf dem Umfang eingearbeitet.
• Der Steuerkörper 67 ist mit Hilfe einer Passfeder 68 verdrehfest in einem Deckel 69 befestigt, der seinerseits verdrehfest in das linke Pumpengehäuseteil 22 eingesetzt ist und den Steuerungshohlraum 42 abschließt, Bei diesem Ausführungsbeispiel sind zwar auch nur sechs Flügel gezeichnet. Da die Flügel jedoch unabhängig durch die Kurvenbahn 66 und die in sie eingreifenden Verstellzapfen 65 geschwenkt und gehalten werden, können die Flügel enger zusammengerückt werden, wodurch die Verluste verringert werden. Es können auch ungerade Flügelzahlen oder größere Flügelzahlen verwendet werden.
• Die schematische Darstellung der Fig. 10 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel,bei dem die mit Lagerzapfen 37 ausgestatbeten Flügel 75 eine trapezähnliche Form aufweisen.
• Die Seitenkanten 76 verlaufen bis auf das Spiel radial zur Drehachse DA und die Flügel sind so dicht aneinandergerückt, daß sie in der dargestellten, in Umlaufrichtung geschwenken Stellung unmittelbar aneinander anschließen.
• Die obere Begrenzungslinie 77 der Flügel 75 verläuft auf dem Radius R, welcher der größte Umlaufradius der Flügel ist. Durch diese etwa trapezförmige Gestalt ist es möglich, die Verluste, bis auf geringe Leckverluste, zu vermindern. Die Form des ringförmigen Pumpenkanais ist der Trapezform der Flügel anzupassen. Die Steuerung kann je nach Anzahl der Flügel, Größe der Pumpe u. dgl.
• auf verschiedene Weise, beispielsweise wie in den ersten beiden Ausführungebeispielen erläutert, vorgenommen werden.
• Die Ausführung der Pumpe kann auf verschiedene Weise variiert werden, vor allem bezüglich der Steuerung für das Festhalten und das Schwenken der Flügel. Dabei kann die Steuerung auch von außen angreifen und/öder Mittel vorsehen, die es gestatten, die Flügel unter einem Anstellwinkel durch den Förderkanalteil zu führen.
• Die Erfindung bietet zahlreiche Vorteile: 1. Hohe Förderleistung bei kleiner Bauweise -Die in den Ausführungsbeispielen dargestellte Pumpe fördert bei einem Flügeldurchmesser von 60 mm und einer Drehzahl von 1000 Upm 80 000 l/h. Bei einem Plügeldurchmesser von 90 mm erhöht sich der Durchsatz auf 160 000 l/h. Bei einer Vergrößerung von nur 30 mm im Durchmesser und damit im Kanal und den angrenzenden Teilen wird der Durchaatz also schon verdoppelt.
• 2. Die Pumpe ist selbstansaugend und hat die Ansauglei stung wie eine Kolbenpumpe.~Sie ist in der Lage, den Saugraum selbsttätig zu entlüften.
• 3. Der Förderstrom ist laminar, dadurch leise und schonende Pumpweise wie bei einer Kreiselpumpe, kein Zerschlagen des Fördergutes, keine Verwirbelung.
• Selbst bei niedriger Drehzahl arbeitet die Pumpe gleichmäßig und ruhig.
• 4. Die Pumpe ist unempfindlich gegen Fremdkörper und grobe Bestandteile im Fördermedium. Sie ißt trockenlaufsicher. Diese Eigenschaften werden noch verbessert durch die Möglichkeit, die Flügel elastisch auszubilden oder aufzuhängen.
• 5. Die Pumpe ist auch für dickflüssige Medien und Medien mit festen Bestandteilen geeignet.
• 6. Die Pumpe kann sehr verschleißarm auageführt werden.
• 7. Die Pumpe ist regelbar und für Links- und Rechtslauf geeignet.
• 8. Die Pumpe arbeitet in Jeder Einbaulage.

Claims (26)

Ansprüche

1. Rotationskolbenpumpe mit in einem Saug- und Druckanschluß aufweisenden Kanal umlaufenden, im Förderkanalteil quer zur Umlaufrichtung stehenden, mit dem Antrieb verbundenen, flachen Flügeln, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß derringförmige Kanal (30) im Förderkanalteil (54) konstanten Querschnitt mit einer dem Profil der schwenkbar angeordneten Flügel (35, 75) entsprechenden Form und im Abdichtkanalteil (55) zwischen Druckanschluß (32) und Sauganschluß (31) einen der Form der in die Umlaufrichtung (34) geschwenkten Flügel (35, 75) entsprechenden Querschnitt (d) aufweist.

2. Pumpe nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß der Abstand zweier benachbarter Flügel (35, 75) und die Länge des gleichen Querschnitt aufweisenden Abdichtkanalteiles (55) derart aufeinander abgestimmt sind, daß der nachfolgende Flügel (35, 75) gerade völlig abgedichtet ist, wenn der vorauslaufende Flügel (35, 75) aus dem dichtenden Teil (55) des Kanals austritt.

3. Pumpe nach einem oder mehreren der übrigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Flügel (35) und der Förderkanalteik (54) Kreisquerschnitt (r) aufweisen.

4. Pumpe nach wenigstens einem der Ansprüche 1 und 2, d a d u r c h g e k e n n z e ic h n e t, daß die Seitenkanten (76) benachbarter Flügel (75) in der in Umlaufrichtung (34) geschwenkten Dichtstellung unmittelbar aneinander anschließen.

5. Pumpe nach einem oder mehreren der übrigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Flügel (35, 75) um in einer in Umlaufrichtung (34) liegenden Ebene (E) und radial zur Drehachse (DA) liegende Schwenkachsen (SA) schwenkbar sind.

6. Pumpe nach einem oder mehreren der übrigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Druckflächen der Flügel (35, 75) eben ausgebildet sind.

7. Pumpe nach einem oder mehreren der übrigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Druckflächen parallel zueinander verlaufen.

8. Pumpe nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c hn e t, daß für die Schwenkung der Flügel (35, 75) ein an ihrer Lagerung (37) angreifendes Steuerungasystem vorgesehen ist.

9. Pumpe nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Flügel (35, 75) durch Auflaufen auf entsprechend geformte Gleitflächen (58) in dem ringförmigen Kanal (30) geschwenkt werden.

10. Pumpe nach einem oder mehreren der übrigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Anstellung der Flügel (35,75) zur Laufrichtung (34) im Förderkanalteil (54) zur Einstellung der Fördermenge und des Förderdruckes veränderbar ist.

11. Pumpe nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k-e n nz e i c h n e t, daß an den Lagerzapfen (37) exzentrisch Verstellzapfen (65) vorgesehen sind, die in ortsfeste, ggf. verstellbare Kurvenbahnen (66) eingreifen.

12. Pumpe nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß eine ganze Zahl von Flügeln (35, 75) vorgesehen ist und gegenüberliegende Flügel (35, ?5) um 90 Grad zueinander versetzt miteinander verbunden sind.

13. Pumpe nach Anspruch 12, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß die Verbindungen (47, 49) abgekröpft sind.

14. Pumpe nach Anspruch 13, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß die Abkröpfungen (47, 49) nach verschiedenen Seiten gerichtet sind.

15. Pumpe nach wçnigstens einem der Ansprüche 12 bis 14t d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Verbindung C4?, 48, 49) elastisch ausgebildet ist.

16. Pumpe nach Anspruch 15, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß die elastische Verbindung (47, 48, 49) von einem Federstahldraht gebildet wird.

17. Pumpe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7* 9, 10 und 12 bis 16, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß der Übergang vom Förderkanalteil (54) zum Abdichtkanalteil (55) mit einer der Schwenkung der Flügel (35, 75) und ihrer Profilform genau entsprechenden Profilfläche (58) ausgestattet ist.

18. Pumpe nach Anspruch 17, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß für Vorwärts- und Rückwärtslauf -zwei symmetrisch angeordnete Profilflächen (58) vorgesehen sind.

19. Pumpe nach Anspruch 9 oder 17, d a d u r ¢ h g ek e n n z e i c h n e t, daß die Auflaufflächen (58) elastisch ausgebildet sind.

20. Pumpe nach Anspruch 19, d a d u r c h g e k e n næ ei c h n e t, daß die die Auflaufflächen (58) bildenden Teile (562 57) aus elastischem Kunststoff gefertigt oder mit diesem überzogen sind.

21. Pumpe nach Anspruch 19, d a d u r c h g e k e s1 z e i c h n e t, daß die Auflaufflächen (58) von entsprechend profilierten Pederstahlblechen gebildet sind.

22. Pumpe nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z 6 i c hn e t, daß die Flügel (35, 75) aus elastischem Material bestehen oder mit elastischen Überzügen versehen sind.

23. Pumpe nach Anspruch 22, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß das elastische Material Gummi ist.

24. Pumpe nach einem oder mehreren der übrigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Mantelflächen (62) der Flügel (35, 75) abgerundet sind.

25. Pumpe nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c hn e t, daß die Flügel (35, 75) mit nach innen ragenden Lagerzapfen (37) ausgestattet sind, die in der im Gehäuse (21, 22, 23) abgedichtet (43, 44) drehbar geführtenNabe (40, 41) schwenkbar gelagert sind.

26. Pumpe nach einem oder mehreren der übrigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Gehäuse (21, 22, 23) in der Mittelebene (E) des ringförmigen Kanals (30) geteilt und abgedichtet (24) zusammengefügt ist.